四桿機(jī)構(gòu)習(xí)題答案

1、例例1 求下列曲柄滑塊機(jī)構(gòu)該位置的壓力角求下列曲柄滑塊機(jī)構(gòu)該位置的壓力角、傳動(dòng)角、傳動(dòng)角， 最小壓力角位置，沖程最小壓力角位置，沖程H、極位夾角、極位夾角。設(shè)曲柄主動(dòng)。設(shè)曲柄主動(dòng)。A1 13 32 2（a）1 12 23 31 12 2Aminmin minmin F1 12 23 31 12 23 31 13 32 2H0例例 求下列曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的沖程求下列曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的沖程H、極位夾角、極位夾角，正、反行程。正、反行程。1 13 32 2CABe求沖程求沖程H、極位夾角、極位夾角。AB2C22工作行程工作行程空回行程空回行程3 3B11 12 2C1H 1本節(jié)課后作業(yè)：本節(jié)課后作業(yè)：8-1

2、8-3，8-68-12例例2 設(shè)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)各桿件長度設(shè)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)各桿件長度 ,240mma mmb600,400mmc .500mmd 試回答下列問題試回答下列問題:1.當(dāng)取桿當(dāng)取桿4為機(jī)架時(shí)，是否有曲柄存在？若有曲柄存在，桿為機(jī)架時(shí)，是否有曲柄存在？若有曲柄存在，桿（ ）為曲柄？此時(shí)該機(jī)構(gòu)為（）為曲柄？此時(shí)該機(jī)構(gòu)為（ ）機(jī)構(gòu)？）機(jī)構(gòu)？2.要使機(jī)構(gòu)成為雙曲柄機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（要使機(jī)構(gòu)成為雙曲柄機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（ ）為機(jī)架？）為機(jī)架？ 3.要使機(jī)構(gòu)成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（要使機(jī)構(gòu)成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（ ）為機(jī)架？）為機(jī)架？ 且其且其 長度的允許變動(dòng)范圍為（長度的允許變動(dòng)范圍為（ ）4.如將

3、桿如將桿4的長度改為的長度改為d=400mm， 其它各桿長度不變，則分別以其它各桿長度不變，則分別以1、 2、3桿為機(jī)架時(shí)，所獲得的機(jī)桿為機(jī)架時(shí)，所獲得的機(jī) 構(gòu)為（構(gòu)為（ ）機(jī)構(gòu)？）機(jī)構(gòu)？ ABCDabcd12341.當(dāng)取桿當(dāng)取桿4為機(jī)架時(shí)，是否有曲柄存在？若有曲柄存在，桿（為機(jī)架時(shí)，是否有曲柄存在？若有曲柄存在，桿（ ） 為曲柄？此時(shí)該機(jī)構(gòu)為（為曲柄？此時(shí)該機(jī)構(gòu)為（ ）機(jī)構(gòu)？）機(jī)構(gòu)？ABCDabcd1234解：解：根據(jù)桿長條件根據(jù)桿長條件:,240mma mmb600,400mmc .500mmd 840600240ba900500400 dcdcba 曲柄搖桿曲柄搖桿112.要使機(jī)構(gòu)成為雙

4、曲柄機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（要使機(jī)構(gòu)成為雙曲柄機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（ ）為機(jī)架？）為機(jī)架？ ABCDabcd12343.要使機(jī)構(gòu)成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（要使機(jī)構(gòu)成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（ ）為機(jī)架？）為機(jī)架？ 且其且其 長度的允許變動(dòng)范圍為（長度的允許變動(dòng)范圍為（ ）3解：解：1 ） a桿為最短桿，桿為最短桿，C桿為最長桿時(shí)桿為最長桿時(shí) ,240mma mmb600,400mmc .500mmd bdacmm140600500240dabc dbcaadbc240500600mm860不滿足曲柄存在條件不滿足曲柄存在條件滿足曲柄存在條件滿足曲柄存在條件2） 假設(shè)假設(shè)C桿為最短桿，桿為最短桿，則有：則有：A

5、BCDabcd1234,240mma mmb600,400mmc .500mmd 3.要使機(jī)構(gòu)成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（要使機(jī)構(gòu)成為雙搖桿機(jī)構(gòu)，則應(yīng)取桿（ ）為機(jī)架？）為機(jī)架？ 且其且其 長度的允許變動(dòng)范圍為（長度的允許變動(dòng)范圍為（ ）3140a 860 1 ） a桿為最短桿，桿為最短桿，C桿為最長桿時(shí)桿為最長桿時(shí) mmc8602） 假設(shè)假設(shè)C桿為最短桿，桿為最短桿，則有：則有：mmc1403） 假設(shè)假設(shè)C桿為一般桿，桿為一般桿，則有：則有：cdba500600240cmmc340dbacdcbadbac500600240cmmc340不滿足曲柄存在條件不滿足曲柄存在條件滿足曲柄存在條件滿足曲

6、柄存在條件滿足曲柄存在條件滿足曲柄存在條件不滿足曲柄存在條件不滿足曲柄存在條件4.如將桿如將桿4的長度改為的長度改為d=400mm，其它各桿長度不變，則分別以，其它各桿長度不變，則分別以1、 2、3桿為機(jī)架時(shí)，所獲得的機(jī)桿為機(jī)架時(shí)，所獲得的機(jī) 構(gòu)為（構(gòu)為（ ）機(jī)構(gòu)？）機(jī)構(gòu)？ ABCDabcd1234,240mma mmb600,400mmc .400mmd 840600240ba800400400 dcdcba不滿足曲柄存在條件不滿足曲柄存在條件無論取哪個(gè)桿件為機(jī)架，均只能得到雙搖桿機(jī)構(gòu)無論取哪個(gè)桿件為機(jī)架，均只能得到雙搖桿機(jī)構(gòu) 雙搖桿雙搖桿例例3 圖示曲柄滑塊機(jī)構(gòu)是按比例繪制而成的。圖示曲柄

7、滑塊機(jī)構(gòu)是按比例繪制而成的。 （1）設(shè)曲柄為主動(dòng)件，滑塊朝右運(yùn)動(dòng)為工作行程，試確定曲）設(shè)曲柄為主動(dòng)件，滑塊朝右運(yùn)動(dòng)為工作行程，試確定曲 柄的合理轉(zhuǎn)向，并簡述其理由；柄的合理轉(zhuǎn)向，并簡述其理由； （2）若滑塊為主動(dòng)件，使用作圖法確定該機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置。）若滑塊為主動(dòng)件，使用作圖法確定該機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置。ABCB1C1C2B2112解：（解：（1）曲柄為順時(shí)針轉(zhuǎn)向；）曲柄為順時(shí)針轉(zhuǎn)向；（2）該機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置為曲柄與連桿兩次共線位置。）該機(jī)構(gòu)的死點(diǎn)位置為曲柄與連桿兩次共線位置。工作行程工作行程空回行程空回行程18021801tttt例例4 鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)各桿桿長為：鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)各桿桿長為： LAB=200

8、mm，LBC=350mm， LCD=450mm， LAD=500mm。求：。求：1）該機(jī)構(gòu)為何種類型機(jī)構(gòu)？（要求寫出判定條件）該機(jī)構(gòu)為何種類型機(jī)構(gòu)？（要求寫出判定條件）2）不改變各桿桿長，如何將該機(jī)構(gòu)演化為雙搖桿機(jī)構(gòu)？不改變各桿桿長，如何將該機(jī)構(gòu)演化為雙搖桿機(jī)構(gòu)？3）在圖上標(biāo)出極位夾角在圖上標(biāo)出極位夾角，；最小傳動(dòng)角，；最小傳動(dòng)角min ； 4）AB桿的轉(zhuǎn)向；桿的轉(zhuǎn)向；450350500200CDBCADABLLLL解：解：1）該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，曲柄為曲柄為AB 桿。桿。ABCD2）當(dāng)取當(dāng)取CD桿為機(jī)架時(shí)，機(jī)構(gòu)桿為機(jī)架時(shí)，機(jī)構(gòu)演化為雙搖桿機(jī)構(gòu)演化為雙搖桿機(jī)構(gòu)正行程正行

9、程3）在圖上標(biāo)出極位夾角在圖上標(biāo)出極位夾角，；最小傳動(dòng)角，；最小傳動(dòng)角min ； 4）AB桿的轉(zhuǎn)向；桿的轉(zhuǎn)向；B C 以以A為圓心，以：為圓心，以：ABBCLLr為半徑畫圓弧交為半徑畫圓弧交C 軌跡線軌跡線得出：得出：CC 得出：得出：ABBCLLr 以以A為圓心，以：為圓心，以：為半徑畫圓弧交為半徑畫圓弧交C 軌跡線軌跡線CADBBCABDmin3）在圖上標(biāo)出極位夾角在圖上標(biāo)出極位夾角，；最小傳動(dòng)角，；最小傳動(dòng)角min ； BC B Cmin 比較比較 min、min 取小值。取小值。例例5 假設(shè)圖示導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)各部尺寸為已知，假設(shè)圖示導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)各部尺寸為已知，求：求： 1 . 該機(jī)構(gòu)曲柄存在的條

10、件；該機(jī)構(gòu)曲柄存在的條件； 2 . 圖示位置機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角；圖示位置機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)角； 3. 擺動(dòng)導(dǎo)桿的最大擺角擺動(dòng)導(dǎo)桿的最大擺角和極位夾角和極位夾角； 4. 最小傳動(dòng)角位置。最小傳動(dòng)角位置。DDBDCDllCDBDlblaba 解：解：1.2. 滑塊為二力桿滑塊為二力桿nnABCab312VB3F090 3. 擺動(dòng)導(dǎo)桿的最大擺角擺動(dòng)導(dǎo)桿的最大擺角和極位夾角和極位夾角 ； 4. 最小傳動(dòng)角位置和最小傳動(dòng)角值。最小傳動(dòng)角位置和最小傳動(dòng)角值。CABabACACB1FVB3一般位置的傳動(dòng)角一般位置的傳動(dòng)角 90 90 90B2FVB3FVB3結(jié)論結(jié)論？FVB3BADab解解（1）分析：分析

11、：該機(jī)構(gòu)的原型為該機(jī)構(gòu)的原型為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)ABl曲柄曲柄滑塊滑塊原連桿原連桿ADl機(jī)架機(jī)架原搖桿原搖桿擺動(dòng)導(dǎo)桿擺動(dòng)導(dǎo)桿例例6 在圖示的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，已知在圖示的導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)中，已知LAB=30mm，試問：，試問：（1）若機(jī)構(gòu)成為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)時(shí)，的）若機(jī)構(gòu)成為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)時(shí)，的LAD 的最小值為多少？的最小值為多少？（2）若）若LAD=60mm，LAB的最大值為多少？的最大值為多少？（3）如果）如果LAB=60mm,若使該機(jī)構(gòu)成為若使該機(jī)構(gòu)成為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的條件？轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的條件？（4）該機(jī)構(gòu)的極位夾角）該機(jī)構(gòu)的極位夾角。(在在b圖上畫圖上畫) BADab（1）若機(jī)構(gòu)成為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)時(shí)，

12、的若機(jī)構(gòu)成為擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)時(shí)，的LAD的最小值為多少？的最小值為多少？該機(jī)構(gòu)的原型為該機(jī)構(gòu)的原型為曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)CC該機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件為該機(jī)構(gòu)存在曲柄的條件為ABBCADCDllllABCDADBCllll或者或者由于由于CBCDllABADll所以有所以有即：即：ADl的最小值為的最小值為30mm（2）若）若LAD=60mm，LAB的最大值為多少？的最大值為多少？由由ABADll知：知：max60ABlmmBADab（3）如果如果LAB=60mm,若使該機(jī)構(gòu)成為若使該機(jī)構(gòu)成為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的條件？轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的條件？機(jī)架為最短桿，并且滿足機(jī)架為最短桿，并且滿足 曲柄存在條件曲柄存在條

13、件即：即：060ADlmm（4）該機(jī)構(gòu)的極位夾角該機(jī)構(gòu)的極位夾角。 ADBBCCADCDABBCllll60ADABllmm例例 7圖圖 （a）、（）、（b）兩導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。問：）兩導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)。問： （1）圖（）圖（a）若為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿，其演化原型是什么？）若為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)導(dǎo)桿，其演化原型是什么？ （2）圖（）圖（a）偏置導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)成為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的條件；）偏置導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)成為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的條件； （3）圖（）圖（b）中）中AP 不為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿的條件。其演化原型？不為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿的條件。其演化原型？ ABCabeCABPabeDD解：解：（1）雙曲柄）雙曲柄 （2）最短桿：最短桿：AB 桿桿最長桿：最長桿：

14、 AD桿桿CDADlblabllaCDADbea次長桿：次長桿：CD桿桿CABPabe（3）圖（圖（b）中）中AP 為擺動(dòng)導(dǎo)桿的條件。其演化原型？為擺動(dòng)導(dǎo)桿的條件。其演化原型？解：解： 最短桿：最短桿：BC 桿桿 最長桿：最長桿：CD 桿桿DD1）按曲柄搖桿機(jī)構(gòu)演化）按曲柄搖桿機(jī)構(gòu)演化ADCDlalballbADCDaeb機(jī)架機(jī)架LAB不為最短桿不為最短桿,曲柄為曲柄為LBC桿桿2）按雙搖桿機(jī)構(gòu)演化）按雙搖桿機(jī)構(gòu)演化ADCDlalballbADCDaeb3）機(jī)構(gòu)演化原型）機(jī)構(gòu)演化原型曲柄搖桿機(jī)構(gòu)曲柄搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)雙搖桿機(jī)構(gòu)例例8 接上題接上題.設(shè)設(shè)b桿為主動(dòng)構(gòu)件求該位置時(shí)機(jī)構(gòu)的壓力角和傳桿

15、為主動(dòng)構(gòu)件求該位置時(shí)機(jī)構(gòu)的壓力角和傳動(dòng)動(dòng) 角。角。ABabeCVC3FminCABPabe1234F12F32F23090V例例9 圖示為一六桿機(jī)構(gòu)。桿圖示為一六桿機(jī)構(gòu)。桿BC 為原動(dòng)件，其長度為原動(dòng)件，其長度LBC =40mm, 滑塊滑塊E的行程的行程H=50mm，行程速比系數(shù)，行程速比系數(shù)K=2，要求最小傳動(dòng)，要求最小傳動(dòng) 角角min=60。試確定各構(gòu)件的長度。試確定各構(gòu)件的長度。ABCDE示意圖示意圖解：解：1 取長度比例尺作機(jī)構(gòu)圖取長度比例尺作機(jī)構(gòu)圖1lmmmm22HBCDEDABCDE示意圖示意圖D DH DD取取22D DHr maxFAminmaxBCrl例例10 一加熱爐門，擬

16、用鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)來閉啟。根據(jù)工作要求，爐一加熱爐門，擬用鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)來閉啟。根據(jù)工作要求，爐門須占有門須占有，兩個(gè)位置，并使得關(guān)閉時(shí)的外側(cè)面，在打開時(shí)的位兩個(gè)位置，并使得關(guān)閉時(shí)的外側(cè)面，在打開時(shí)的位置上能處于上方并與爐膛口平齊置上能處于上方并與爐膛口平齊（以便放置被加熱的零件）（以便放置被加熱的零件）。爐門。爐門上的點(diǎn)上的點(diǎn)B和和C時(shí)任意選取的鉸鏈點(diǎn)。試求時(shí)任意選取的鉸鏈點(diǎn)。試求固定鉸鏈點(diǎn)固定鉸鏈點(diǎn)A、D的位置。的位置。B1B2C1C2解：解：1 求求A、D 鉸鏈點(diǎn)鉸鏈點(diǎn)課后作業(yè)：課后作業(yè)：8-238-28B1B2C1C2AD2 設(shè)計(jì)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)檢驗(yàn)（1 ）爐門閉啟時(shí)是否與爐爐門閉啟時(shí)是否與爐 外壁

17、干涉外壁干涉從位置從位置到位置到位置是爐門是爐門開啟的過程。檢驗(yàn)開啟的過程。檢驗(yàn)E點(diǎn)是否點(diǎn)是否與爐外壁干涉。與爐外壁干涉。E課后作業(yè)：課后作業(yè)：8-238-28DB1B2C1C2423P14P23P12P34P242 設(shè)計(jì)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)檢驗(yàn)（1 ）爐門閉啟時(shí)是否與爐爐門閉啟時(shí)是否與爐 外壁干涉外壁干涉從位置從位置到位置到位置是爐門是爐門開啟的過程。檢驗(yàn)開啟的過程。檢驗(yàn)E點(diǎn)是否點(diǎn)是否與爐外壁干涉。與爐外壁干涉。A1VEE（2）驗(yàn)算最小傳動(dòng)角驗(yàn)算最小傳動(dòng)角DB1B2C1C24A231B BCminmin 27minmin課后作業(yè)：課后作業(yè)：8-238-28B1B2C24C1B1B2C14C2（3）驗(yàn)算爐

18、門驗(yàn)算爐門 的穩(wěn)定性的穩(wěn)定性P24D3AG23P14P23P12P344DAP24在位置在位置重力重力G對瞬心的力對瞬心的力矩有使?fàn)t門打矩有使?fàn)t門打開的可能，故開的可能，故應(yīng)在操作柄上應(yīng)在操作柄上加定位卡。加定位卡。在位置在位置重力重力G對對瞬心的力矩與爐門瞬心的力矩與爐門關(guān)閉的轉(zhuǎn)向相反，關(guān)閉的轉(zhuǎn)向相反，故不會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。故不會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。lG例例11圖中給出了連桿圖中給出了連桿 2 桿線桿線BC 的兩個(gè)位置并的兩個(gè)位置并 B1C1 、 B2C2 ，并給，并給出了連架桿出了連架桿1的相應(yīng)的順時(shí)針轉(zhuǎn)角的相應(yīng)的順時(shí)針轉(zhuǎn)角12和連架桿和連架桿3的逆時(shí)針轉(zhuǎn)角的逆時(shí)針轉(zhuǎn)角12設(shè)計(jì)此四鉸鏈機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)此四鉸鏈機(jī)構(gòu)

19、B2C2B1C121229012A29012212212212D課后作業(yè)：課后作業(yè)：8-238-28例例12試設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，要求滿足試設(shè)計(jì)一鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)，要求滿足AB1 、 AB2與與DE1 、 DE2 兩組對應(yīng)位置，并要求滿足搖桿兩組對應(yīng)位置，并要求滿足搖桿CD在第二位置為極限位置。在第二位置為極限位置。 已知和已知和LAB和和LAD （在圖中已按比例畫出），試用作圖法確定（在圖中已按比例畫出），試用作圖法確定 鉸鏈鉸鏈C 的位置。要求注明四桿機(jī)構(gòu)的位置。要求注明四桿機(jī)構(gòu)ABCD。DCEE2E1B1ADB21B1EAE2E1B1ADB21BC2搖桿搖桿CD在第二位置為極限位置在第二位置為極限位置例例13 已知鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，機(jī)架已知鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中，機(jī)架AD、曲柄、曲柄AB的長度，連桿的長度，連桿 的兩個(gè)位置的兩個(gè)位置B1M1、B2M2，鉸鏈鉸鏈C在在B1M1直線上，試用圖直線上，試用圖 解法求出